CN115515246A - 资源分配方法、装置、资源调度方法及设备 - Google Patents

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CN115515246A CN202211150178.5A CN202211150178A CN115515246A CN 115515246 A CN115515246 A CN 115515246A CN 202211150178 A CN202211150178 A CN 202211150178A CN 115515246 A CN115515246 A CN 115515246A
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黄永明
刘泽宁
张铖
刘东杰
尤肖虎
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
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Abstract

本发明公开了一种资源分配方法、装置、资源调度方法及设备，资源分配方法包括：接收网络侧设备上报的数据，构建用户级干扰图或更新现有的用户级干扰图；根据用户级干扰图，将用户划分为不同的用户簇，得到用户聚簇结果；划分资源段；为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。本发明为每个用户簇分配了多个不同调度优先级的资源段，扩大了单个用户的可用资源量，能够在实现小区间用户级干扰优化的同时，保证不同用户的资源需求，提升了整个网络系统的资源利用率。

Description

资源分配方法、装置、资源调度方法及设备
技术领域
本发明涉及无线移动通信技术领域，尤其涉及一种资源分配方法、装置、资源调度方法及设备。
背景技术
由于无线频谱资源的匮乏以及出于经济考虑，现代蜂窝网络(如4G、5G网络)一般都采用同频组网的网络部署方式，即不同基站/小区工作在同一频段上。因此，小区之间会因为工作频段相同而彼此存在干扰，即小区间干扰。小区间干扰严重制约了用户服务质量的保障和系统性能的提升。而随着异构网络和超密集网络的出现，即在宏站覆盖范围内部署大量其他低功率节点，如皮站、家庭基站、中继等，小区间干扰变得更加严重且复杂。因此，小区间干扰已成为现代蜂窝网络不可避免的问题和关键的性能瓶颈。
资源分配是一类解决小区间干扰问题的有效方法。通过合理分配小区/用户所使用的时域/频域/功率域/空域等资源，可以有效降低小区间干扰，从而提升用户服务质量和系统性能。根据资源维度的不同，不同资源分配方法又可以被进一步划分为频域/时域/功率域/空域资源分配方法或多个域联合的资源分配方法。本发明主要涉及频域资源分配方法。
图论作为一种数学工具，由于其具有良好的泛化性且易于实现，因此被广泛应用于资源分配。文献“A Graph-Based Scheme for Distributed InterferenceCoordination in Cellular OFDMA Networks”公开了一种基于图论的频域资源分配方法。在该方法中，其首先构建了一个用户级干扰图，以建模用户之间的干扰关系。然后，其将所有频域资源划分为不同的资源段，并利用图着色算法将资源段分配给不同的用户，使得彼此干扰较大的用户之间被分配不同的资源段。基站在进行用户调度和资源分配时，被调度用户只能使用其所分配的资源段内的资源。文献“User-oriented graph based frequencyallocation algorithm for densely deployed femtocell network”也公开了一种基于图论的频域资源分配方法。类似地，用户也只能使用其所分配的资源段内的资源。
上述基于图论的资源分配方法存在如下缺点：
单个用户的可用资源量低。由于每个用户受限于只能使用其所分配的资源段内的资源，因此单个用户的可用资源量低，从而有可能导致用户服务质量的下降，如用户吞吐率等。
整个系统的资源利用率低。由于无法提前准确预知每个用户实际所需要的资源量，因此用户所分配的资源量与其实际所需要的资源量之间会存在差异。由于每个用户受限于只能使用其所分配的资源段内的资源，因此可能导致有的用户资源冗余而有的用户资源欠缺，从而导致整个系统的资源利用率降低。
发明内容
技术目的：针对上述技术问题，本发明公开了一种资源分配方法、装置、资源调度方法及设备，所述资源分配方法为每个用户簇分配了多个不同调度优先级的资源段，扩大了单个用户的可用资源量，解决了现有资源分配方法无法准确反映用户所受邻区的干扰水平大小以及很难适配地满足不同用户的资源需求的问题，提升了整个网络系统的资源利用率。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：一种资源分配方法，包括步骤：
获取网络侧设备上报的数据，构建或更新用户级干扰图；
根据用户级干扰图，将用户划分到多个用户簇中，得到用户聚簇结果；
根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。
进一步的，所述用户级干扰图包括若干个顶点、顶点之间的边和边上的权重；所述顶点表示通信网络或系统中的用户，所述顶点之间的边及边上的权重分别表示对应用户之间的干扰关系及干扰强度。
进一步的，所述根据用户级干扰图，将用户划分到多个用户簇中，得到用户聚簇结果，包括：
从用户级干扰图的N个顶点中选择K个顶点，将所选K个顶点分配到K个用户簇中，每个用户簇中放入一个顶点，N表示用户级干扰图中所有顶点的数目，K表示用户簇的数目；
从余下的N-K个顶点任选一个顶点，计算所选顶点加入到K个用户簇中，每个用户簇产生的簇内权重的增量，所述簇内权重是指用户簇内所有顶点之间的边的权重之和；
比较得到的K个簇内权重的增量，将所选顶点分配到簇内权重增量最小的用户簇中；重复上述过程，直至完成所有顶点的分配，得到用户聚簇结果。
进一步的，所述将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段，包括：
将频带资源划分成多个均匀的资源段，或者结合各个用户簇内所有用户的历史流量数据或用户簇内的用户数，将频带资源按比例划分成多个不均匀的资源段。
进一步的，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级，包括：
将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，k的取值小于等于资源段的数量。
进一步的，所述将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段，包括：
采用随机分配的方式，将K个资源段分配给K个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
或者，根据用户簇的历史流量数据的大小、用户数的大小，以及各个资源段的范围的大小，将K个资源段按照范围由大到小的顺序，分配给历史流量数据或用户数由大到小的K个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段，K表示用户簇的数目。
进一步的，所述按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，包括：
选择任意一个用户簇，计算所选用户簇与其它所有用户簇之间的簇间权重，并将簇间权重由小到大排序；所述簇间权重为两个用户簇内各取出一个顶点组成的所有顶点对之间的边的权重之和；
选择前k-1个簇间权重对应的用户簇的最高调度优先级的资源段，作为所选用户簇的第2调度优先级至第k调度优先级的资源段。
进一步的，所述按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，包括：
针对每个用户簇，假设将该用户簇加入所有未确定在该用户簇上调度优先级的资源段，计算加入后每个资源段上的累计干扰；选择累计干扰最小的资源段，作为该用户簇的下一级别调度优先级的资源段；从而确定所有用户簇的下一级别调度优先级的资源段；
重复执行上述步骤，直到确定第k调度优先级的资源段为止；
其中，所述累计干扰为：资源段上所有用户簇的簇内权重和簇间权重之和。
一种资源分配装置，包括：
数据接收模块，用于接收网络侧设备上报的数据；
干扰图建立模块，用于构建或更新用户级干扰图；
用户聚簇模块，用于根据用户级干扰图，将用户划分为多个用户簇，得到用户聚簇结果；
资源段划分模块，用于根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
确定模块，用于根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。
进一步的，所述确定模块包括：
第一确定模块，用于将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
第二确定模块，用于按照调度优先级从高到低的次序，，为每个用户簇确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，k的取值小于等于资源段的数量。
一种资源调度方法，包括步骤：
获取资源分配参考信息，所述资源分配参考信息包括根据上述任意一项资源分配方法得到的用户聚簇结果、频带资源划分结果和用户簇的资源段调度优先级；
执行预设的调度算法，确定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数；根据每个用户所属用户簇的资源段的调度优先级，为被调度的用户按照调度优先级从高到低的顺序，分配资源。
一种网络侧设备，包括：
参考信息获取模块，获取资源分配参考信息，所述资源分配参考信息包括根据上述任意一项资源分配方法得到的用户聚簇结果、频带资源划分结果和用户簇的资源段调度优先级；
调度模块，用于执行预设的调度算法，确定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数；并根据每个用户所属用户簇的资源段的调度优先级，为被调度的用户按照调度优先级从高到低的顺序，分配资源。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，其中至少一个指令被处理器执行时，用于执行如上述任一所述资源分配方法，或者执行如上述任意所述资源调度方法。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明提出的资源分配方法，建立了能够准确反映用户所受邻区干扰水平大小的用户级干扰图，通过用户聚簇、划分资源段，同一用户簇内用户的资源段调度优先级相同，且各个用户簇具有多个不同调度优先级的资源段，错开了不同用户簇用户之间的资源段调度优先级，尽可能避免了不同用户簇用户之间复用相同资源，因此在网络资源调度时，能够按照调度优先级从高到低的顺序为用户分配资源，实现了干扰优化的同时，扩大了单个用户的可用资源量，灵活保证了不同用户的资源需求，提升了整个网络系统的资源利用率。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种资源分配方法的流程图；
图2示出了两个相邻小区的结构示意图；
图3为图2所示两个相邻小区的用户级干扰图示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的说明。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种资源分配方法，由中央控制器执行，或者由其它具备资源分配功能的网络设备执行，其具体包括如下步骤：
S1、获取网络侧设备上报的数据，构建或更新用户级干扰图；
S2、根据用户级干扰图，将用户划分到多个用户簇，得到用户聚簇结果；
S3、根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
S4、根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。
本发明提出的资源分配方法，建立了能够准确反映用户所受邻区的干扰水平大小的用户级干扰图，通过用户聚簇、划分资源段，同一用户簇内用户的资源段调度优先级相同，且各个用户簇具有多个不同调度优先级的资源段，错开了不同用户簇用户之间的资源段调度优先级，尽可能避免了不同用户簇用户之间复用相同资源，因此在网络资源调度时，能够按照调度优先级从高到低的顺序为用户分配资源，实现了干扰优化的同时，扩大了单个用户的可用资源量，灵活保证了不同用户的资源需求，提升了整个网络系统的资源利用率。
步骤S1所述用户级干扰图是指表示用户之间干扰关系的加权无向图，其中用户级干扰图中的顶点表示通信网络或系统中的用户，且顶点与用户一一对应；用户级干扰图中的边及边上的权重则分别表示边所连接的顶点所对应的用户之间的干扰关系及干扰强度。上述用户级干扰图可以更准确地反映用户之间彼此传输的干扰关系，从而有助于实施精细的资源分配。步骤S1所述网络侧设备可以是基站，也可以是具备资源调度功能的其他设备。步骤S1所述网络侧设备上报的数据包括用户地理位置、服务小区和同频邻区的参考信号接收功率、接收信号强度指示、信号与干扰加噪声比中的一种或一种以上的组合。
其中，步骤S4包括：
S4.1、将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，并将其作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
S4.2、按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，k表示调度优先级的总级数，k的取值小于等于资源段的数量。
步骤S4.1中，采用随机分配的方式，将各个资源段以一对一的方式分配给各个用户簇；或者，根据用户簇的历史流量数据的大小或用户簇当前的用户数，以及各个资源段的范围的大小，将各个资源段按照范围由大到小的顺序，对应分配给按照历史流量数据或用户簇当前的用户数由大到小排列的用户簇；将每个用户簇分配到的资源段作为其最高调度优先级的资源段。
其中步骤S4.2可以采用步骤A1至A2的方法实现：
A1、针对任意一个用户簇(即针对每个用户簇)，计算该用户簇与其它所有用户簇的簇间权重，并将簇间权重由小到大排序；
所述簇间权重为两个用户簇各取出一个顶点所组成的所有顶点对之间的边的权重之和；
A2、选择前k-1个簇间权重所对应的用户簇的最高调度优先级的资源段，作为该用户簇的第2调度优先级至第k调度优先级的资源段。
另外，步骤S4.2也可以采用步骤B1至B2的方法实现：
B1、针对每个用户簇，假设将该用户簇加入所有未确定在该用户簇上调度优先级的资源段，计算加入后每个资源段上的累计干扰；选择累计干扰最小的资源段，作为该用户簇的下一级别调度优先级的资源段；从而确定所有用户簇的下一级别调度优先级的资源段；
B2、重复执行步骤B1，直到确定第k调度优先级的资源段为止。
其中，所述累计干扰是指资源段上所有用户簇的簇内权重和簇间权重之和，簇内权重是指每个用户簇内所有顶点之间的边的权重之和，簇间权重为两个用户簇各取出一个顶点所组成的所有顶点对之间的边的权重之和；
例如，在执行完步骤S4.1后，每个用户簇已确定了最高调度优先级的资源段，如表1中的第一行和第二行，用户簇一的最高优先级资源段为资源段1；此时计算加入后每个资源段上的累计干扰，即计算在资源段2-5上加入用户簇一后，这些资源段上的累计干扰，例如资源段2上的累计干扰就是用户簇二和用户簇一的簇内权重和簇间权重之和；再例如，资源段3上的累计干扰就是用户簇三和用户簇一的簇内权重和簇间权重之和；
接着在步骤S4.2中要确定各个用户簇的第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段；如表1中的k＝5，在第一次执行步骤B1后，确定了每个用户簇的第2调度优先级的资源段，如表中第三行；再重复执行B1，直到确定了第5级调度优先级的资源段为止。
表1用户簇和对应的优先级资源段示意图
用户簇 一 二 三 四 五
最高调度优先级的资源段 1 2 3 4 5
第2调度优先级的资源段 3 4 2 5 1
第3调度优先级的资源段 5 5 4 3 2
第4调度优先级的资源段 4 3 1 2 4
第5调度优先级的资源段 2 1 5 1 3
下面详细说明本实施例的资源分配方法。本实施例中，网络侧设备以基站为例，资源分配设备以中央控制器为例，具体包括如下步骤：
步骤100、中央控制器接收基站上报的数据，根据所述数据得到不同小区的用户之间的互干扰强度，进而构建或更新用户级干扰图。
如图3所示，为所述用户级干扰图示意图。所述用户级干扰图是一个加权无向图，其特点在于：干扰图中的顶点表示用户，且干扰图中的顶点和网络中的用户一一对应。
干扰图中的边表示该边两端顶点所代表的用户之间是否可能存在干扰或冲突。如果干扰图中的两个顶点之间有边连接，则表示这两个顶点所代表的用户之间可能存在干扰且干扰不可以忽略不计，或这两个顶点所代表的用户之间存在冲突；反之，若两个顶点之间没有边连接，则表示这两个顶点所代表的用户之间不可能存在干扰或干扰可以忽略不计，且这两个顶点所代表的用户之间不存在冲突。
所述用户之间可能存在干扰是指如果分属不同小区的两个用户之间复用同一资源，那么这两个用户中至少存在一个用户的传输会对另一用户的传输产生干扰，且干扰不可以忽略不计。相反，所述用户之间不可能存在干扰是指即使分属不同小区的两个用户之间复用同一资源，这两个用户中也不存在任何用户，其传输会对另一用户的传输产生不可以忽略不计的干扰。
对于下行传输而言，所述干扰是指用户所属小区对不同小区的另一用户的下行干扰。对于上行传输而言，所述干扰是指用户对所属不同小区的另一用户的上行干扰。
用户之间存在冲突是指同属同一小区的两个用户之间在资源使用上存在冲突。例如在不支持空分复用的OFDMA系统中，同属同一小区的两个用户之间不能使用同一资源。所述用户之间不存在冲突是指分属不同小区的两个用户之间在资源使用上不存在冲突。
干扰图中边的权重则进一步表示该边两端顶点所代表的用户之间可能存在的互干扰的强度大小。所述互干扰的强度大小是指这两个用户各自的传输对对方的传输所产生的干扰强度之和，或干扰强度的平均值。另外，如果两个顶点所代表的用户同属同一小区，那么连接这两个顶点的边的权重为一充分大值。
针对所述干扰，可以通过基站上报的数据分析得到其强度大小。例如，资源分配设备可以根据基站上报的用户地理位置(基站通过用户上报得到)，计算得到每个用户到邻区基站的距离，并将距离的倒数作为干扰大小的度量，即距离越远，干扰越小。又例如，资源分配设备可以将基站上报的用户测量上报的同频邻区参考信号接收功率(Reference SignalReceived Power，RSRP)作为干扰大小的度量，即RSRP越大，干扰越大。需要说明的是本发明提案所提技术方案不对干扰的度量做出具体限制。
由于所述用户级干扰图边上的权重进一步刻画了用户之间可能存在的互干扰的强度大小，因此可以更准确地反映用户之间彼此传输的干扰关系，从而有助于实施精细的资源分配。
下面结合图2和图3，对所述用户级干扰图进行具体说明：
图2示出了2个小区，每个小区2个用户，下行传输的情况，即网络侧设备如基站向用户传输数据。如图2所示，用户级干扰图中共有4个顶点，每个顶点对应一个用户。用户1和用户2同属同一小区，因此用户1所对应的顶点和用户2所对应的顶点之间有边连接，且边上的权重W12为一充分大值。用户1和用户3分属不同小区，如果它们之间复用同一资源，那么用户1的传输会对用户3的传输产生干扰，且干扰不可以忽略不计，但用户3的传输不会对用户1的传输产生干扰或干扰可以忽略不计。因此，用户1所对应的顶点和用户3所对应的顶点之间有边连接，且边上的权重W13为用户1的传输对用户3的传输所产生的干扰强度大小，即用户1所属小区1对用户3造成的下行干扰强度大小。用户2和用户3分属不同小区，如果它们之间复用同一资源，那么用户2的传输会对用户3的传输产生干扰，且干扰不可以忽略不计。与此同时，用户3的传输也会对用户2的传输产生干扰，且干扰不可以忽略不计。因此，用户2所对应的顶点和用户3所对应的顶点之间有边连接，且边上的权重W23为用户2的传输对用户3的传输所产生的干扰强度大小和用户3的传输对用户2的传输所产生的干扰强度大小的和，或两个干扰强度大小的平均值，即用户2所属小区1对用户3造成的下行干扰强度大小和用户3所属小区2对用户2造成的下行干扰强度大小的和或平均值。
中央控制器在接收到基站最新上报的数据之后即构建/更新一次用户级干扰图。
步骤200、根据所述用户级干扰图将用户划分为不同的用户簇，得到用户聚簇结果。
用户聚簇将彼此之间互干扰强度较小的用户划分到同一用户簇，将彼此之间互干扰强度较大的用户划分到不同用户簇。
较优的，不同用户簇的用户数或簇内权重应尽可能相同或接近，以更为合理有效地使用每个资源。所述簇内权重是指用户簇内所有用户所对应的顶点之间边的权重之和。假设用户簇Ck的簇内权重为
Figure BDA0003856079910000091
则
Figure BDA0003856079910000092
wu,v表示顶点u和顶点v之间边的权重。
作为示例，所述将用户划分为不同的用户簇，包括：
步骤201、从N个顶点中选择K个顶点，将其放入K个用户簇中，每个用户簇中1个顶点。用户簇的数目K是一个超参数，是提前设置好的量。
步骤202、从N-K个其他顶点中，选择下一个顶点，计算该顶点加入到每个用户簇中导致的用户簇簇内权重的增量，所述簇内权重的增量是指一个用户簇在加入所选顶点后，用户簇内所有顶点之间的边的权重之和的增量。具体地，假设当前轮次选择的顶点为u，顶点u加入到用户簇Ck中导致的用户簇Ck的簇内权重的增量为
Figure BDA0003856079910000101
Figure BDA0003856079910000102
步骤203、将该顶点加入到簇内权重增量最小的用户簇中。
具体地，假设当前轮次选择的顶点为u，则顶点u将被加入到用户簇Ck*中，其中
Figure BDA0003856079910000103
如果簇内权重增量最小的用户簇不止一个，则从中随机选择一个用户簇。
步骤204、重复步骤202-步骤203，直到所有顶点被分配完毕。
步骤201至步骤204的用户聚簇方法，可以将彼此之间互干扰强度较小的用户划分到同一用户簇，将彼此之间互干扰强度较大的用户划分到不同用户簇。上述方法可以以较低的复杂度实现用户聚簇，且不同用户簇的用户数或簇内权重较为接近。
由于每个用户簇的用户数或簇内权重相同或接近，因此每个资源段内资源的复用因子或频谱效率比较接近，从而避免了有的资源被过度使用而有的资源没有得到充分使用的问题，提高了资源利用率。
步骤300、根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
所述资源段是指频域上一段连续的频带。频带范围内所有可用的资源被划分为多个资源段。划分资源段的目的是为了便于用户被分配较为完整、连续的资源。
可以将频带范围内所有可用的资源按照用户簇的数目划分为多个均匀的资源段。一种均匀划分资源段的方式如下：将所有M个资源按顺序划分为K个资源段，每个资源段包含
Figure BDA0003856079910000104
或
Figure BDA0003856079910000105
个连续的资源。例如，假设有0～272共273个资源，将其按顺序划分为10个资源段，则第1个资源段包含0～26共27个资源，第2个资源段包含27～53共27个资源。依此类推，第10个资源段包含243～272共30个资源。
较优的，可以结合每个用户簇内用户的历史流量数据或用户簇内的用户数，将所有M个资源按比例划分为K个不均匀的资源段，以更好地适配不同用户簇的流量差异。例如按照历史流量来划分：
Figure BDA0003856079910000106
其中Lk表示分配给第k个用户簇的第k个资源段所包含的资源数，Tk表示第k个用户簇内用户总的流量，Tk可通过历史流量数据推测得到。根据每个用户簇内用户的历史流量数据或用户簇内的用户数按比例进行资源分段，目的是按需更加高效地分配资源，即所需资源量更多的用户簇被分配更多的资源。
上述均匀划分资源段的方法较简单，但非均匀划分资源段的资源利用率更高。
步骤400、根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。
所述资源段的调度优先级是指当基站在调度某个用户时，资源段被分配或使用的先后顺序，即基站优先分配或使用调度优先级高的资源段。
由于同属同一用户簇的用户之间互干扰强度较小，而分属不同用户簇的用户之间互干扰强度较大，因此同属同一用户簇的用户之间可以复用同一资源段，而分属不同用户簇的用户之间应尽可能避免复用同一资源段。因此，同一用户簇的资源段调度优先级应保持一致，而不同用户簇的资源段调度优先级应错开以尽可能避免复用同一资源段。
本发明实施例提供了一种确定每个用户簇的资源段调度优先级的方法，其具体包括如下步骤：
步骤301、确定每个用户簇调度优先级最高的资源段。
可以通过随机的方式，将K个资源段分配给K个用户簇，作为其调度优先级最高的资源段。例如，可以通过轮询的方式，每个轮次随机选择1个用户簇，为其随机分配1个资源段，作为其调度优先级最高的资源段。
较优的，当采用结合每个用户簇内用户的历史流量数据或用户簇内的用户数，将所有M个资源按比例划分为K个不均匀的资源段的方法时，可以为历史流量或用户数较大的用户簇选择较长的资源段，作为其调度优先级最高的资源段。
步骤302、按照调度优先级从高到低的次序，，确定每个用户簇其他资源段的调度优先级。
针对每个用户簇，可以按照簇间权重确定其他资源段的调度优先级。所述簇间权重为两个用户簇内各取出一个顶点组成的所有顶点对之间的边的权重之和。假设用户簇Ci和用户簇Cj的簇间权重为
Figure BDA0003856079910000121
则
Figure BDA0003856079910000122
wu,v表示顶点u和顶点v之间边的权重。
具体地，对于某个用户簇，将与该用户簇之间簇间权重最小的用户簇的调度优先级最高的资源段作为该用户簇调度优先级第二高的资源段；将与该用户簇之间簇间权重第二小的用户簇的调度优先级最高的资源段作为该用户簇调度优先级第三高的资源段；依此类推。
也可以按照如下方式依次确定每个用户簇其他资源段的调度优先级，以确定每个用户簇调度优先级第二高的资源段为例：
步骤(1)、确定每个资源段的已确定其调度优先级的用户簇集合，计算每个资源段上的累计干扰。
所述资源段的已确定其调度优先级的用户簇集合是指已确定该资源段在所有资源段中调度优先级的用户簇的集合。在该示例中，资源段的已确定其调度优先级的用户簇集合是指已将该资源段确定为其调度优先级最高的资源段的所有用户簇。
所述资源段上的累计干扰是指该资源段的已确定其调度优先级的用户簇集合中所有用户簇的簇内权重和簇间权重之和。假设资源段Rk的已确定其调度优先级的用户簇集合为Dk，则资源段Rk上的累计干扰：
Figure BDA0003856079910000123
k的取值范围为[1，…，K]。
步骤(2)、针对每个用户簇，假设将该用户簇加入所有未确定在该用户簇上调度优先级的资源段，计算加入后每个资源段上的累计干扰；选择累计干扰最小的资源段，作为该用户簇的下一级别调度优先级的资源段；并更新该资源段上的累计干扰以及已确定其调度优先级的用户簇集合；从而确定所有用户簇的下一级别调度优先级的资源段；
假设选择的用户簇为
Figure BDA0003856079910000124
则将用户簇
Figure BDA0003856079910000125
加入到未确定在用户簇
Figure BDA0003856079910000126
上调度优先级的资源段
Figure BDA0003856079910000127
之后，资源段
Figure BDA0003856079910000128
上的累计干扰为
Figure BDA0003856079910000129
其中，
Figure BDA00038560799100001210
表示将用户簇
Figure BDA00038560799100001211
加入到资源段
Figure BDA00038560799100001212
之前资源段
Figure BDA00038560799100001213
上的累计干扰，
Figure BDA00038560799100001214
表示用户簇
Figure BDA00038560799100001215
的簇内权重，
Figure BDA00038560799100001216
表示将用户簇
Figure BDA00038560799100001217
加入到资源段
Figure BDA00038560799100001218
之前，资源段
Figure BDA00038560799100001219
上的已确定其调度优先级的用户簇集合，
Figure BDA00038560799100001220
表示用户簇
Figure BDA00038560799100001221
加入到资源段
Figure BDA00038560799100001222
之后资源段
Figure BDA00038560799100001223
上的簇间权重的增量，即用户簇集合
Figure BDA0003856079910000131
中所有用户簇和选择的用户簇
Figure BDA0003856079910000132
之间的簇间权重的和。k1、k2的取值范围为[1，…，K]。
步骤(3)、重复执行步骤(1)-(2)，直到确定第k调度优先级的资源段为止。
可将用户聚簇结果、每个用户簇的资源段调度优先级以及每个资源段的范围消息下发给各个基站。
本实施例所提供的资源分配方法通过用户级干扰图，将用户划分到多个用户簇，得到用户聚簇结果，再根据用户聚簇结果将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；再根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，合理确定了每个用户簇的资源段调度优先级，以尽可能降低彼此干扰较大的用户之间复用同一资源的概率，因此可以在一定程度上降低小区间干扰。与此同时，由于每个用户并不仅限于使用某一小段资源段，因此可以提升单个用户的可用资源量和整个系统的资源利用率。综上所述，本实施例所提供的资源分配方法，可以在降低小区间干扰的同时，提升单个用户的可用资源量和整个系统的资源利用率。
实施例二
本实施例提供一种资源分配装置，包括：
数据接收模块，用于接收网络侧设备上报的数据；
干扰图建立模块，用于构建或更新用户级干扰图；
用户聚簇模块，用于根据用户级干扰图，将用户划分为多个用户簇中，得到用户聚簇结果；
资源段划分模块，用于根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
确定模块，用于根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。其中确定模块包括：
第一确定模块，用于将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
第二确定模块，用于按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，k的取值小于等于资源段的数量。
资源分配装置还可以包括设置发送模块，用于将包括用户聚簇结果、资源段(即频带资源划分结果)、用户簇的资源段调度优先级的资源分配参考信息发送给网络侧设备，所述资源分配参考信息供网络侧设备进行用户调度使用。
资源分配装置根据干扰图构建或更新的频率，不断下发最新的用户聚簇结果、每个用户簇的资源段调度优先级以及每个资源段的范围(即频带资源划分结果)等消息给各个网络侧设备，以适应网络环境的动态变化。
本实施例提供的资源分配装置中具体的实施方法同前述实施例中的资源分配方法，此处不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种资源调度方法，包括步骤：
获取资源分配参考信息，所述资源分配参考信息包括用户聚簇结果、资源段(即频带资源划分结果)、用户簇的资源段调度优先级；上述信息通过上述任意一种资源分配方法得到；
执行预设的调度算法，确定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数；根据每个用户所属用户簇的资源段的调度优先级的信息，为被调度的用户按照资源段的调度优先级依次从中分配资源。
本发明提出的资源调度方法方法，由于采用前述任意一种资源分配方法得到的资源分配参考信息，错开了不同用户簇用户之间的资源段调度优先级，尽可能避免了不同用户簇用户之间复用相同资源，因此在网络资源调度时，能够按照调度优先级从高到低的顺序为用户分配资源，实现了干扰优化的同时，扩大了单个用户的可用资源量，灵活保证了不同用户的资源需求，提升了整个网络系统的资源利用率。
实施例四
本实施例提供一种网络侧设备，包括：
参考信息获取模块，获取资源分配参考信息，所述资源分配参考信息包括用户聚簇结果、资源段、用户簇的资源段调度优先级；上述信息通过上述任意一种资源分配方法得到；
调度模块，用于执行预设的调度算法，确定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数；并根据每个用户所属用户簇的资源段的调度优先级的信息，为被调度的用户按照调度优先级从高到低的顺序，分配资源。
网络侧设备可以是基站，也可以是其它具有资源调度功能的设备。以基站为例，基站接收资源分配设备下发的消息，并结合自身调度算法进行用户调度；基站在进行用户调度时，首先会按照自身调度算法，如轮询算法、比例公平算法等，决定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数。然后，基站按照每个用户所属用户簇的资源段调度优先级为用户依次分配资源。基站会先为被调度的用户从其调度优先级最高的资源段中分配资源；如果调度优先级最高的资源段被分配完，则从调度优先级第二高的资源段中分配资源；依此类推。
基站在接收到资源分配设备下发的消息之后，会按照上述规则进行用户调度，直到接收到资源分配设备下发的新的消息，更新调度用户的资源段调度优先级，以适应网络环境的动态变化。
本发明提出的网络侧设备，由于采用前述任意一种资源分配方法得到的资源分配参考信息，错开了不同用户簇用户之间的资源段调度优先级，尽可能避免了不同用户簇用户之间复用相同资源，因此在网络资源调度时，能够按照调度优先级从高到低的顺序为用户分配资源，实现了干扰优化的同时，扩大了单个用户的可用资源量，灵活保证了不同用户的资源需求，提升了整个网络系统的资源利用率。
在本发明的又一实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，其中至少一个指令被处理器执行时，用于执行上述任意一种资源分配方法，或者执行上述任意一种资源调度方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种资源分配方法，其特征在于，包括步骤：
获取网络侧设备上报的数据，构建或更新用户级干扰图；
根据用户级干扰图，将用户划分到多个用户簇中，得到用户聚簇结果；
根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。
2.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于：所述用户级干扰图包括若干个顶点、顶点之间的边和边上的权重；所述顶点表示通信网络或系统中的用户，所述顶点之间的边及边上的权重分别表示对应用户之间的干扰关系及干扰强度。
3.根据权利要求2所述的资源分配方法，其特征在于，所述根据用户级干扰图，将用户划分到多个用户簇中，得到用户聚簇结果，包括：
从用户级干扰图的N个顶点中选择K个顶点，将所选K个顶点分配到K个用户簇中，每个用户簇中放入一个顶点，N表示用户级干扰图中所有顶点的数目，K表示用户簇的数目；
从余下的N-K个顶点任选一个顶点，计算所选顶点加入到K个用户簇中，每个用户簇产生的簇内权重的增量，所述簇内权重是指用户簇内所有顶点之间的边的权重之和；
比较得到的K个簇内权重的增量，将所选顶点分配到簇内权重增量最小的用户簇中；重复上述过程，直至完成所有顶点的分配，得到用户聚簇结果。
4.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，所述将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段，包括：
将频带资源划分成多个均匀的资源段，或者结合各个用户簇内所有用户的历史流量数据或用户簇内的用户数，将频带资源按比例划分成多个不均匀的资源段。
5.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级，包括：
将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，k的取值小于等于资源段的数量。
6.根据权利要求5所述的资源分配方法，其特征在于：所述将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段，包括：
采用随机分配的方式，将K个资源段分配给K个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
或者，根据用户簇的历史流量数据的大小、用户数的大小，以及各个资源段的范围的大小，将K个资源段按照范围由大到小的顺序，分配给历史流量数据或用户数由大到小的K个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段，K表示用户簇的数目。
7.根据权利要求5所述的资源分配方法，其特征在于：所述按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，包括：
选择任意一个用户簇，计算所选用户簇与其它所有用户簇之间的簇间权重，并将簇间权重由小到大排序；所述簇间权重为两个用户簇内各取出一个顶点组成的所有顶点对之间的边的权重之和；
选择前k-1个簇间权重对应的用户簇的最高调度优先级的资源段，作为所选用户簇的第2调度优先级至第k调度优先级的资源段。
8.根据权利要求5所述的资源分配方法，其特征在于，所述按照调度优先级从高到低的次序，为每个用户簇依次确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，包括：
针对每个用户簇，假设将该用户簇加入所有未确定在该用户簇上调度优先级的资源段，计算加入后每个资源段上的累计干扰；选择累计干扰最小的资源段，作为该用户簇的下一级别调度优先级的资源段；从而确定所有用户簇的下一级别调度优先级的资源段；
重复执行上述步骤，直到确定第k调度优先级的资源段为止；
其中，所述累计干扰为：资源段上所有用户簇的簇内权重和簇间权重之和。
9.一种资源分配装置，其特征在于，包括：
数据接收模块，用于接收网络侧设备上报的数据；
干扰图建立模块，用于构建或更新用户级干扰图；
用户聚簇模块，用于根据用户级干扰图，将用户划分为多个用户簇，得到用户聚簇结果；
资源段划分模块，用于根据用户聚簇结果，将频带资源划分成与用户簇数量相同的多个资源段；
确定模块，用于根据用户聚簇结果和频带资源划分结果，为每个用户簇分配多个资源段并确定每个资源段的调度优先级。
10.根据权利要求9所述的一种资源分配装置，其特征在于：所述确定模块包括：
第一确定模块，用于将资源段以一对一的方式分配给各个用户簇，作为每个用户簇的最高调度优先级的资源段；
第二确定模块，用于按照调度优先级从高到低的次序，，为每个用户簇确定第2调度优先级的资源段至第k调度优先级的资源段，k的取值小于等于资源段的数量。
11.一种资源调度方法，其特征在于，包括步骤：
获取资源分配参考信息，所述资源分配参考信息包括根据权利要求1～8任意一项资源分配方法得到的用户聚簇结果、频带资源划分结果和用户簇的资源段调度优先级；
执行预设的调度算法，确定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数；根据每个用户所属用户簇的资源段的调度优先级，为被调度的用户按照调度优先级从高到低的顺序，分配资源。
12.一种网络侧设备，其特征在于，包括：
参考信息获取模块，获取资源分配参考信息，所述资源分配参考信息包括根据权利要求1～8任意一项资源分配方法得到的用户聚簇结果、频带资源划分结果和用户簇的资源段调度优先级；
调度模块，用于执行预设的调度算法，确定每个时隙内被调度的用户，并根据上层信令获知用户所需的资源数；并根据每个用户所属用户簇的资源段的调度优先级，为被调度的用户按照调度优先级从高到低的顺序，分配资源。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，其中至少一个指令被处理器执行时，用于执行如权利要求1至8任一所述方法，或者执行如权利要求11所述方法。
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